Wat ligt er onder de Yellowstone-vulkaan? Twee keer zoveel als Magma dacht

De Yellowstone-caldera, ook wel de Yellowstone-supervulkaan genoemd, is een vulkanische caldera en supervulkaan in het Yellowstone National Park in het westen van de Verenigde Staten. De caldera meet 43 bij 28 mijl (70 bij 45 kilometer).

De expertise, energie en compassie van de geleerde laten een erfenis na.

De overleden onderzoeker van de Michigan State University, Min Chen, droeg bij aan nieuwe seismische tomografie van magma-afzettingen onder de Yellowstone-vulkaan.

Toen Ross Maguire postdoctoraal onderzoeker was aan de Michigan State University (MSU), wilde hij het volume en de verdeling van gesmolten magma onder de Yellowstone-vulkaan bestuderen. Maguire gebruikte een techniek genaamd seismische tomografie, die grondtrillingen gebruikt die bekend staan ​​als seismische golven om een ​​3D-beeld te creëren van wat er zich onder het aardoppervlak afspeelt. Met behulp van deze methode kon Maguire een afbeelding maken van het magmakamervenster dat liet zien waar het magma was. Maar dit zijn niet helemaal duidelijke foto’s.

“Ik was op zoek naar mensen die experts waren in een specifiek type computationele seismische tomografie, golfvormtomografie genaamd”, zegt Maguire, nu assistent-professor aan de University of Illinois Urbana-Champaign (UIUC). “Min Chen was echt een expert van wereldklasse in deze kwestie.”

Min Chen was assistent-professor aan MSU bij de afdeling Computational Mathematics, Science and Engineering en bij de afdeling Aard- en Milieuwetenschappen van het College of Natural Sciences. Met behulp van supercomputerkracht ontwikkelde Chen de methode die op Maguire’s afbeeldingen werd toegepast om nauwkeuriger te modelleren hoe seismische golven zich door de aarde voortplanten. Chen’s vindingrijkheid en vaardigheid leidden ertoe dat deze beelden scherper in beeld werden gebracht, waardoor meer informatie werd onthuld over de hoeveelheid gesmolten magma onder de Yellowstone-vulkaan.

“We hebben geen toename van de hoeveelheid magma gezien,” zei Maguire. “We zagen net een duidelijker beeld van wat er werkelijk was.”

Main Chen. Krediet: Michigan State University

Eerdere afbeeldingen lieten zien dat de Yellowstone-vulkaan een lage concentratie magma heeft – slechts 10% – omgeven door een solide kristallijn raamwerk. Als resultaat van deze nieuwe beelden, en met belangrijke bijdragen van Chen, konden Maguire en zijn team twee keer zoveel magma zien als aanwezig was in het magmasysteem van Yellowstone.

“Voor alle duidelijkheid: de nieuwe ontdekking wijst niet op de mogelijkheid van een toekomstige uitbarsting,” zei Maguire. “Alle tekenen van veranderingen in het systeem zullen worden opgepikt door het netwerk van geofysische instrumenten die Yellowstone constant in de gaten houden.”

Helaas kon Chen de eindresultaten niet zien. Haar onverwachte dood in 2021 blijft schokgolven veroorzaken in de aardwetenschappelijke gemeenschap, die rouwt om het verlies van haar passie en expertise.

“Computationele seismologie is nog relatief nieuw bij MSU”, zegt Songqiao “Shawn” Wei, een begenadigd assistent-professor geowetenschappen aan de MSU-afdeling Aard- en Milieuwetenschappen, die een collega was van Chen. “Toen de pandemie eenmaal toesloeg, stelde Chen haar lezingen en onderzoeksdiscussies beschikbaar op Zoom, waar onderzoekers en studenten van over de hele wereld aan konden deelnemen. Zo hebben veel seismologen over de hele wereld MSU leren kennen.”

De bijeenkomsten waren een plek waar getalenteerde studenten, postdoc-kandidaten of gewoon elke geïnteresseerde welkom was. Chen heeft zowel potentiële afgestudeerde studenten als doorgewinterde seismologen van over de hele wereld bij haar virtuele gesprekken gehad.

Chen gaf veel om het welzijn en de carrières van haar studenten. Ze heeft een holistische, interdisciplinaire omgeving gekoesterd waarin ze haar studenten en postdoctorale kandidaten aanmoedigt om goed geïnformeerde wetenschappers te worden en langdurige samenwerkingen op te bouwen. Het heeft zelfs virtuele seminars gehouden over het leven buiten de academische wereld om studenten te helpen hun carrière en hobby’s te koesteren. Chen gaf een voorbeeld: ze was een fervent voetballer en wist hoe ze de tango moest dansen.

Diversiteit in de wetenschappen was een ander gebied waar Chen een sterk gevoel voor had. Ze pleitte en pleitte voor onderzoeksmogelijkheden voor vrouwen en ondervertegenwoordigde groepen. Om Chen te eren, creëerden haar klasgenoten Gedenkvereniging In haar naam ondersteuning bieden aan afgestudeerde studenten om de diversiteit in computationele wetenschappen en aardwetenschappen te vergroten. Als een ander eerbetoon aan haar leven en liefde voor tuinieren, plantten haar klasgenoten ook een herdenkingsboom in de tuin van het Engineering Building op de MSU-campus.

Chen was echt een pionier in haar vakgebied en werd geëerd als een National Science Foundation Early CAREER Award ontvanger in 2020 om een ​​gedetailleerde seismische beeldvorming van Noord-Amerika uit te voeren om de vaste buitenste schil van de aarde te bestuderen.

“Ze had veel energie”, zei Maguire. “Zij concentreerde zich erop ervoor te zorgen dat mensen succesvol waren, terwijl zij ongelooflijk succesvol was.”

Het onderzoek van Maguire, dat een deel van de nalatenschap van Chen presenteert, wordt gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappen.

Referenties:

“Magma-aanwas diep in de voormalige ryolietopslag onder de Yellowstone Caldera” door Ross Maguire, Brandon Schmandt, Jiaki Li, Chengxin Jiang, Juliang Li, Justin Wilgus en Min Chen, 1 december 2012, hier beschikbaar. Wetenschappen.
DOI: 10.1126/science.ade0347

“Wat ligt er onder Yellowstone? Er is meer magma dan eerder werd erkend, maar het kan niet uitbarsten”, door Carrie M. Cooper, 1 december 2012, hier beschikbaar. Wetenschappen.
DOI: 10.1126/science.ade8435